8, 587, 772中公開 的，在此通過引用合并其。在某些實施例中，第二類型Z高度感測系統(tǒng)可以包括自聚焦系 統(tǒng)，該自聚焦系統(tǒng)可操作來在成像系統(tǒng)的視場中對工件表面使成像系統(tǒng)聚焦在聚焦高度。 在某些實施例中，初步實際表面Z高度測量可以包括聚焦高度。在某些實施例中，自聚焦系 統(tǒng)可以包括如下中的至少一個：波前曲率傳感器、刀口傳感器、針孔傳感器、或者用于評估 來自攝像機的圖像的圖像對比度評估部。在美國專利號4, 336, 997、4, 950, 878、6, 184, 974、 7, 301，133、7, 723, 657和7, 728, 961中描述了示例性傳感器，其在此通過引用合并。在某些 實施例中，為了在相應(yīng)初步XY坐標(biāo)處確定初步實際表面Z高度測量而操作運動控制系統(tǒng)和 第二類型Z高度感測系統(tǒng)可以包括利用開始XY坐標(biāo)與結(jié)束XY坐標(biāo)之間的連續(xù)不間斷XY運 動近似沿著第一工件掃描路徑段掃描。參考共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請?zhí)朥S20130120553A1 可以理解包括利用連續(xù)不間斷的XY運動進行掃描的操作，其在此通過引用合并。
[0047] 在某些實施例中，計量系統(tǒng)可以包含通過用戶可操作的元件來啟動自動執(zhí)行以下 步驟：操作運動控制系統(tǒng)和第二類型Z高度感測系統(tǒng)以確定初步實際表面Z高度測量值并 且確定用于移動第一類型Z高度感測系統(tǒng)的精密3D掃描（例如，下面關(guān)于圖6A-D所述）。
[0048] 在某些實施例中，計量系統(tǒng)可以配置為驗證在計量系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式運行期間，工 件的表面在沿精密3D掃描路徑的第一類型Z高度感測系統(tǒng)的范圍內(nèi)。
[0049] 在某些實施例中，計量系統(tǒng)可以配置為在計量系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式運行期間，利用第 一類型Z高度感測系統(tǒng)改善精密3D掃描路徑（例如，如關(guān)于圖7B所述）。
[0050] 圖6A-D是示出在計量系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式操作期間，包括可用于定義精密3D掃描路 徑的高精度掃描用戶界面特征的線工具對話框600的各種標(biāo)簽和特征的圖。在一個實施例 中，響應(yīng)于線工具選擇器461的選擇，與下面闡述的用戶界面特征類似的用戶界面特征可 以呈現(xiàn)在圖4所示的用戶界面400上。
[0051] 圖6A示出傳感器標(biāo)簽610,該傳感器標(biāo)簽610包括：包含跟蹤自聚焦（TAF)選擇器 620A和聚焦測點（PFF)選擇器620B的"常規(guī)"或者較低精密Z高度傳感器選擇器，以及包 含CRS選擇器620C的"高精度"傳感器選擇器。根據(jù)位于MVIS上的特定傳感器，可以自動 顯示各種選擇器。將利用選擇的傳感器（例如，CRS)執(zhí)行線工具的掃描操作。傳感器標(biāo)簽 610包括參數(shù)輸入或者定義特征，該參數(shù)輸入或者定義特征包含偏移坐標(biāo)621 (例如，在機 器坐標(biāo)系與選擇的傳感器的位置之間）、傳感器采樣率622、以及傳感器Z范圍623。測量誤 差處理選擇器624包括單選按鈕，該單選按鈕允許用戶定義將如何處理各個測量故障（例 如，無效的或者不能測量的測量點）忽略漏失點"模式624A、"誤差標(biāo)記"模式624B或者 "停止"模式624C，這無須解釋。
[0052] 圖6B示出位置標(biāo)簽630,該位置標(biāo)簽630包括：開始掃描段輸入630A和結(jié)束掃描 段輸入630B，用于定義工件掃描路徑段開始和結(jié)束的X、Y和（任選地）Z坐標(biāo)。既能夠在 X、Υ和Ζ顯示框中顯式定義路徑段結(jié)束坐標(biāo)，也能夠在Δ X、Δ Υ和Δ ζ顯示框中相對于開 始坐標(biāo)定義路徑段結(jié)束坐標(biāo)。首先，可以根據(jù)圖4所示的掃描段410指示器的用戶設(shè)定，自 動填充任何一個或者全部顯示值，包含該設(shè)定期間使用的Ζ高度。如果用戶對值進行編輯， 則可以自動調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)的值。此外，每個Ζ坐標(biāo)顯示都包括相應(yīng)"用戶當(dāng)前"選擇器631Α或 者631Β，其每個可以用于根據(jù)MVIS的當(dāng)前Ζ坐標(biāo)設(shè)定Ζ坐標(biāo)，如用戶控制的（例如，根據(jù)掃 描段410的開始或者結(jié)束處的聚焦）。首先可以利用這些值在較低精密Ζ高度感測系統(tǒng)的 測量范圍內(nèi)設(shè)定測量面（例如，如圖5A所示），以確定初步實際表面高度數(shù)據(jù)，如下所述。
[0053] 圖6C示出包括對應(yīng)于可用傳感器的指示器641A、641B和641C的掃描參數(shù)標(biāo)簽 640。指示對應(yīng)于在傳感器標(biāo)簽610中選擇的傳感器的高精度指示器641C，并且自動顯示其 有關(guān)操作參數(shù)定義元素。例如，"沿著掃描的最少點"輸入642允許用戶定義沿著掃描段的 希望的最少量測量點。"沿著掃描的最大間隔"輸入643允許用戶定義沿著掃描段的點之間 的希望的最大間隔。"標(biāo)稱掃描速度"輸入644允許用戶定義要用于沿著掃描段的運動的標(biāo) 稱掃描速度（例如，以mm/s為單位）。首先，可以利用默認值或者取決于于前面定義的或者 編輯的參數(shù)的值填充這些輸入。當(dāng)然，用戶可以編輯這樣的值。
[0054] 例如，使用Z跟蹤選擇器645,其在各種實施例中都是任選的，允許用戶在通過傳 感器的掃描期間切換"自動"自適應(yīng)總Z高度調(diào)節(jié)，使得通過監(jiān)視其Z高度測量，并且利用 運動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)總Z高度來將最近表面Z高度連續(xù)定位在傳感器測量范圍的中間，而實 時調(diào)節(jié)傳感器的總Z高度。在某些實施例中，或者可以代替根據(jù)在此公開的原理確定的預(yù) 定精密3D掃描路徑，或者與根據(jù)在此公開的原理確定的預(yù)定精密3D掃描路徑組合，來使用 其。根據(jù)在此公開的原理，用戶可以選擇"使用預(yù)定3D標(biāo)稱路徑"選擇器646激活相關(guān)聯(lián)的 用戶界面特征（例如，如圖7A和7B所示）并且創(chuàng)建預(yù)定精密3D掃描路徑以及記錄相關(guān)聯(lián) 的零件程序指令。"固定"模式選擇器646A使得以在運行模式期間使用該精密3D掃描路徑 而無需調(diào)節(jié)其形狀的方式，將在學(xué)習(xí)模式期間確定的精密3D掃描路徑記錄在零件程序中。 相反，當(dāng)選擇"在運行時更新路徑"選擇器646B時，根據(jù)運行模式期間的實際工件產(chǎn)生程序 指令，該程序指令自動重復(fù)在此描述和要求保護的用于確定精密3D掃描路徑的Z坐標(biāo)的某 些操作。即，在運行模式程序執(zhí)行期間，操作運動控制系統(tǒng)和"較低精密"型Z高度感測系 統(tǒng)，以確定在位于沿著工件掃描路徑段的相應(yīng)初步XY坐標(biāo)處的初步實際表面Z高度測量， 并且根據(jù)這些運行時的初步實際表面Z高度測量重新確定或者編輯精密3D掃描路徑。對于 具有不可預(yù)測特征、夾具和/或者下垂的工件該過程是希望的，并且與在許多應(yīng)用中使用Z 跟蹤相比，該過程可以提供較好的吞吐量。
[0055] 圖6D示出線工具610A的過濾器/數(shù)據(jù)標(biāo)簽650。過濾器/數(shù)據(jù)標(biāo)簽650包括類 型選擇器651和數(shù)據(jù)處理選擇器652。類型選擇器651允許用戶選擇任選數(shù)據(jù)過濾器，例 如，測量求平均、低通過濾器或者高通過濾器等。數(shù)據(jù)處理選擇器652允許用戶在希望時選 擇各種測量數(shù)據(jù)后處理或者分析特征（例如，面插值或者曲線擬合等）。
[0056] 圖7A和7B是示出包括在學(xué)習(xí)模式期間可用的高精度掃描用戶界面特征以確定沿 著圖6A-6D的掃描路徑段的精密3D掃描路徑，并且驗證沿著該精密3D掃描路徑操作高精 度Z高度感測系統(tǒng)的結(jié)果的3D路徑學(xué)習(xí)與測試對話框700的標(biāo)簽和特征的圖。在某些實 施例中，可以配置對話框700,以當(dāng)用戶選擇圖6C所示的"使用預(yù)定3D標(biāo)稱（nominal)路 徑"選擇器646時出現(xiàn)。
[0057] 圖7A示出3D路徑學(xué)習(xí)標(biāo)簽700A，該3D路徑學(xué)習(xí)標(biāo)簽700A包括路徑Z高呈現(xiàn)窗 口 710A、去選擇器720A、測量范圍安全緩沖區(qū)定義元件730A、平滑路徑選擇器740A、插值漏 失點選擇器745A和點修改器窗口 750A。當(dāng)用戶選擇去選擇器720A時，根據(jù)如上所述近似 定義的高精度掃描參數(shù)，計量系統(tǒng)自動確定沿著掃描段的標(biāo)稱3D掃描路徑。一般地說，計 量系統(tǒng)可以自動執(zhí)行步驟：操作運動控制系統(tǒng)和較低精密型Z高度感測系統(tǒng)，以確定在位 于近似沿著工件掃描路徑段的相應(yīng)初步XY坐標(biāo)處的初步實際表面Z高度測量?？梢源_定 用于移動第一類型Z高度感測系統(tǒng)的精密3D掃描路徑，從而在位于近似沿著第一工件掃描 路徑段的相應(yīng)XY坐標(biāo)處進行精密表面Z高度測量，其中精密3D掃描路徑基于在相應(yīng)初步 XY坐標(biāo)處確定的初步實際表面Z高度測量。確定的精密3D掃描路徑的輪廓優(yōu)選地顯示于 路徑Z高度呈現(xiàn)窗口 710A中，例如，被呈現(xiàn)為包括線的適當(dāng)3D掃描路徑呈現(xiàn)760A (或者當(dāng) 選擇"示出傳感器范圍"模式選擇器712A時，與前面參考圖5C描述的相同類似，以虛線輪 廓所示的相關(guān)聯(lián)傳感器范圍極限）。在圖7A所示的實施例中，實際測量也可以重疊在相應(yīng) 的確定的精密3D掃描路徑上顯示于路徑Z高度呈現(xiàn)窗口 710A (例如，作為點），以及對應(yīng)估 計的表面（例如，作為適于初步實際測量的實線）。這種顯示幫助用戶評估可能的需要性和 /或者與依賴于當(dāng)前測量組和結(jié)果的精密3D掃描路徑相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險。呈現(xiàn)窗口 710A可以 指出漏失或者問題數(shù)據(jù)的區(qū)域。例如，漏失點指示器761指出在對應(yīng)于圖5A-C所示的問題 區(qū)PA1的區(qū)域中未執(zhí)行有效測量。如果用戶判定初步實際測量數(shù)據(jù)不可靠或者不夠，并且 感覺其有足夠的知識補充該數(shù)據(jù)，則可以選擇"編輯"選擇器713A。作為響應(yīng)，點修改器窗 口 730A可以出現(xiàn)。用戶可以點擊"添加點"選擇器751以產(chǎn)生可用被定位和選擇來在呈現(xiàn) 窗口 710A中添加"測量"點的光標(biāo)。"選擇點"選擇器752當(dāng)被點擊時，可以產(chǎn)生可以被定 位和操作以在呈現(xiàn)窗口 710A中選擇測量點的光標(biāo)。隨后，可以點擊"移除選擇的點"選擇 器753以移除當(dāng)前選擇的點。如之前參考圖5C中的元素 ADJMIN和ADJMAX所述，增大或者 減小"安全緩沖區(qū)"可以導(dǎo)致沿著掃描段的精密Z高度傳感器的更多或更少的總Z高度調(diào) 節(jié)，和/或?qū)е螺^細或者較粗的表面作為結(jié)果。如果出現(xiàn)太多噪聲，則可以選擇平滑路徑選 擇器740A和/或者插值漏失點選擇器745A，以使標(biāo)稱3D掃描路徑平滑。響應(yīng)于上述編輯 動作的任一，可以實時地自動重新確定或者顯示確定的精密3D掃描路徑，供用戶評估。如 果需要，可以將"撤銷"按鈕添加到GUI。當(dāng)用戶滿意用戶界面中所反映的顯示的精密3D掃 描路徑時，用戶可以選擇"接受當(dāng)前路徑"選擇器711A，以將精密3D掃描路徑存儲在檢驗程 序中，該檢驗程序?qū)τ谂c在學(xué)習(xí)模式期間使用的代表性工件類似的工件，利用用于移動精 密型Z高度感測系統(tǒng)的該精密3D掃描路徑，以在位于近似沿著工件掃描路徑段的相應(yīng)XY 坐標(biāo)處進行精密表面Z高度測量。對于代表性學(xué)習(xí)模式工件，通過利用用于移動第一類型 Z高度感測系統(tǒng)的該3D掃描路徑以在位于近似沿著第一工件掃描路徑段的相應(yīng)XY坐標(biāo)處 進行精密表面Z高度測量，用戶還可以測試和/或者修改當(dāng)前的或者在學(xué)習(xí)模式期間接受 的精密3D掃描路徑，如下所述。
[0058] 圖7B示出3D路徑測試標(biāo)簽700B，該3D路徑測試標(biāo)簽700B包括表面測量顯示窗 口 710B、去顯示器720B、過濾離群值選擇器725B、平滑表面點選擇器735B、以及插值漏失點 選擇器745B。表面呈現(xiàn)窗口 710B包括接受當(dāng)前路徑與處理選擇器711B和利用精密掃描數(shù) 據(jù)改善路徑選擇器713B。
[0059] 當(dāng)用戶選擇去選擇器720B時，計量系統(tǒng)自動沿著當(dāng)前標(biāo)稱3D掃描路徑移動"較精 密"型Z高度傳感器（例如，彩色范圍傳感器300)，并且利用定義的掃描參數(shù)（例如，如之 前所述）沿著掃描段以定義的速度測量。表面輪廓的初步測量結(jié)果760B優(yōu)選地顯示于表 面測量顯示窗口 710B中。如果需要，可以與表面的標(biāo)稱CAD輪廓和/或者公差限度重疊顯 示實際測量。這種顯示幫助用戶評估可能的需要性和/或者與依賴于當(dāng)前精